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Einrichtung zum Prüfen einer Zeichengruppe mit angehängtem
Prüfzeichen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Prüfen einer Zeichengruppe mit angehängtem Prüfzeichen, wobei jedem Zeichen ein fester Zahlenwert zwischen 1 und 4m+2 zugeordnet ist und m gleich oder grö- sser als 2 ist.
Eine derartige Einrichtung, die ausschliesslich für m = 2 bestimmt ist, also zum Prüfen einer Dezi- malzahl, ist aus der deutschen Patentschrift Nr. 1 025 180 bekannt. Dieser Einrichtung zum Prüfen von Zeichengruppen wird eine Zeichengruppe zugeführt, die mit einem Prüfsymbol versehen ist. Eine fehlerlose Zeichengruppe bringt die Einrichtung in einen festen Endzustand. Ist jedoch beim Eingeben einer Zeichengruppe ein Fehler gemacht worden, indem beispielsweise zwei aufeinanderfolgende Zeichen verwechselt worden sind, dann wird dieser Endzustand der Einrichtung nicht erreicht.
In zwei Fällen treten jedoch Schwierigkeiten auf, nämlich bei m = 2 und m = 6.
Bei der bekannten Einrichtung nach der niederländischen Patentschrift Nr. 100 613, die für Dezi- malzahlen, also für m = 2, mit der Prüfzahl "11" arbeitet, ist die Prüfung zwar vollkommen, jedoch ein Mangel besteht darin, dass die Einrichtung zum Schreiben des Prüfzeichens "10" über ein besonderes Zeichen verfügen muss.
Ferner ist in dem Fall, in dem die Zeichengruppe aus Buchstaben besteht, also z. B. für m = 6, keine einwandfreie Prüfung bekannt, wenn nur von den Buchstaben des Alphabets Gebrauch gemacht wird.
Allerdings wird für m = 2 bei einer Einrichtung nach der deutschen Patentschrift Nr. 1 025 180 kein besonderes Zeichen gebraucht, jedoch lässt dann die Prüfung auch sehr zu wünschen übrig. Es lässt sich sofort feststellen, dass eine solche Einrichtung mit zwei Zähleinrichtungen bei Eingabe einer Ziffer bereits für verschiedene Ziffern dieselbe Summe der durch die Endzustände dieser Zahleinrichtungen bestimmten Ziffern ergibt, so bei Eingabe der Ziffern 4 und 8 in die Zähleinrichtungen mit der Grundzahl 3 und 5. Wenn diese Summe die Prüfziffer ergibt, wird daher nicht unterschieden werden können zwischen der Nummer 81419 und der Nummer 81819.
Die Prüfung ist ebenfalls unvollkommen bei der Methode der International Business Machines Corporation (s. das Preliminary Manual for Self-Checking Number Device for Types 24 - 26 Card Punches, form 22-6022-0 ; S. 4und5) für m = 2, da hiebei eine Verwechslung der aufeinanderfolgenden Ziffern 0 und 9 nicht bemerkt wird. Roger L. Sisson hat in seinem Artikel"An improved decimal redundancy check in Communications of the Association für Computing Machinery" 1 [1958], nr 5, S. 10, selbst schon behauptet, dass ein Prüfsystem mit zehn Zeichen, das alle Verwechslungen von zwei aufeinanderfolgenden Ziffern feststellt, nicht besteht.
Die Erfindung bezweckt, eine Einrichtung zum Prüfen einer Zeichengruppe zu schaffen, deren Zeichen eine Menge von 4m+2 Zeichen angehören, mit der, ohne dass ein besonderes Prüfzeichen notwendig wäre, bei fehlerhafter Eingabe eines Zeichens oder bei Verwechslung zweier aufeinanderfolgender Zeichen, eine vollkommene Prüfung erzielt wird.
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Der Erfindung zufolge ist die Einrichtung zum Prüfen einer Zeichengruppe mit angehängtem Prüfzeichen, wobei jedem Zeichen ein fester Zahlenwert zwischen 1 und 4m+2 zugeordnet ist mit m gleich oder grösser als 2, gekennzeichnet durch einen ersten Zähler modulo 2, der die Anzahl der eingegebenen Stellen der Zeichengruppc einschliesslich Prüfzeichen feststellt, einen zweiten Zähler modulo 2, der die Anzahl der eingegebenen Stellen der Zeichengruppe einschliesslich Prüfzeichen mit einem Zahlenwert gleich oder grösser als 2m+2 feststellt, und einem dritten Zähler (AI'A2) modulo 2m+l, der den Zahlenwert jeder Stelle abhängig davon, ob die Zählerstände des ersten und zweiten Zählers ungleich oder gleich sind, addiert oder subtrahiert, wobei das Prüfzeichen so gewählt ist,
dass nach Eingabe der Zeichengruppe mit der Prüfzahl der Zählerstand des Zählers (AI'A2) einen festgelegten Wert aufweist.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass ein Impulsgeber, der eine die Zeichengruppe und das angehängte Prüfzeichen darstellende Impulsfolge erzeugt, erstens über ein Organ, das während der Anwesenheit einer solchen Impulsfolge ein Signal angibt, mit dem ersten Zähler modulo 2 verbunden, zweitens mit einer Schaltung, die nach 2111+2 und mehr Impulsen ein Ausgangssignal erzeugt, und drittens mit dem dritten Zähler module iii+l verbunden ist, und dass die Ausgänge des ersten Zählers, der Schaltung und des Organs Über eine Torschaltung an die Eingänge des zweiten Zählers modulo 2 angeschlossen sind,
wobei ein mit den Ausgängen des ersten und zweiten Zählers modulo 2 verbundener weiterer Zähler die positive oder negative Zählrichtung des dritten Zählers abhängig von den Zählerständen des ersten und zweiten Zählers modulo 2 steuert.
Bei besonderen Ausführungsformen der Erfindung ist m = 2 und die Zeichengruppe Dezimalzahlen, wobei den Zeichen l-Ü der entsprechende Ziffernwert und dem Zeichen 0 der Wert 10 zuerkannt wird.
Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung werden die Ziffern und die Prüfziffer in der Form von aufeinanderfolgenden Impulsen mit der den Wert bestimmenden Anzahl Impulsen über drei verschiedene Bahnen geleitet zuerst zum Organ G, das die Anwesenheit einer derartigen Impulsfolge angibt, hierauf zu einem ersten Zähler modulo 2 CI'sodann zu einer Schaltung B, die durch sechs oder mehr Impulse in ihren Endzustand gebracht wird, wobei die Ausgangsspannungen dieser Zähleinrichtung CI und dieser Schaltung B zusammen mit derjenigen des Organs G über eine Torschaltung E den Eingang eines zwei-
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der zu prüfenden Zahl durchführt und weiter zu einem zyklischen quinären Zähler A,, derunter Berücksichtigung des durch das Ergebnis der Modulo-2-Addition entsprechend dem Stand der Zähler C.,
D. festgelegten Vorzeichens die algebraische Addition der quinären Komponenten durchführt.
Es wird bemerkt, dass das Zuführen der Ziffern und des Prüfzeichens in der Form aufeinanderfolgender Impulsfolge z. B. aus der niederländischen Patentschrift Nr. 86 715 bekannt ist. Bei der hier angewen- deten"ller"-Prüfung wird das spezielle Zeichen für das zehntePrüfzeichendurch einLeerzeichen wiedergegeben. Die hiemit übereinstimmende Impulsfolge zählt daher 0-Impulse. Der Gebrauch einer derartigen Einrichtung z. B. zur Kontrolle von Telephonnummern bringt mit sich, dass diese Nummern ungleiche Längen haben, mit allen damit verbundenen Schwierigkeiten.
Ferner ist aus der niederländischen Patentschrift Nr. 101 294 das Angeben des Zeichens einer Addition durch den Stand einer bistabilen Schaltung an sich bekannt.
Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung werden die Ziffern und die Prüfziffer parallel in Form von Impulsen über eine für jeden Ziffernwert getrennte Leitung eingegeben, und diese Impulse werden über vier verschiedene Wege geleitet, u. zw. zuerst an einen ersten zyklischen binären Zähler C2, hierauf bei Vorliegen einer binären Komponente 1 zu einem zweiten zyklischen binären Zähler Du, dite eine Modulo-2-Addition der binären Komponente der Ziffern der zu prüfenden Zahl zuführt.
Die Impulse werden dann weiter an einen mit dem entsprechenden Leiter übereinstimmenden Eingang eines Code - Umformers H übermittelt, von wo aus weitere Eingänge mit den Ausgängen der Zähler C2 undD2 verbunden sind und deren vier Eingänge mit Eingängen eines zyklischen quinären Zählers A2 verbundensind, die die Addition zur Bestimmung der Anzahl der Zählerstände durchführt. Das Addieren wird unterdrückt durch das zuletzt erfolgende Zuführen eines Impulses über einen für alle Ziffernwerte gemeinschaftlichen Leiter für diesen Zähler.
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hier besondere Tasten anzuordnen.
Ferner ist das Überspringen von Zählerstellen bei einer Zähleinrichtung bekannt, die aus einer Anzahl in Kaskade geschalteter Stufen mit zwei stabilen Zuständen besteht, wobei bei der Eingabe eines Impulses der Zustand verändert und beim Erreichen eines der Zustände ein Impuls zur folgenden Stufe
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weitergegeben wird ; vgl. die niederländische Patentschrift Nr. 101 294.
Die Erfindung wird näher an Hand der Zeichnungen erklärt, in der zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind, u. zw. Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild der genannten ersten und Fig. 2 das Blockschaltbild der genannten zweiten Ausführungsform, die sich beide auf die Prüfung dezimaler Zahlen beziehen. An Hand der Zeichnungen wird nachstehend beschrieben werden, wie man zu Regeln für eine gute Kontrolle einer Dezimal zahl kommt. Der allgemeine Fall des Prüfens einer Zeichengruppe, deren Einzelzeichen aus einer Menge von 4m+2 verschiedenen Werten gewählt sind, ist hieraus dann leicht abzuleiten, indem in analoger Weise die quinären Komponenten einer Ziffer durch die 2m+l fachen Komponente des einem Symbol zuerkannten Wertes ersetzt werden.
Um zur Bestimmung der Prüfziffer einer Zahl zu kommen, die gegenüber einem in einer Ziffer gemachten Fehler oder gegenüber einer Verwechslung von zwei aufeinanderfolgenden Ziffern dieser Zahl nicht invariant (wie z. B. bei der
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<tb>
<tb> Ziffec/α <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 0
<tb> 0 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5
<tb> 1 <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 0
<tb>
die als Grundlage für die zu beschreibenden Ausführungsformen dienen soll.
Die Wirksamkeit des Prüfverfahrens basiert nun auf zwei arithmetischen Formeln, in denen die betrachteten Zahlen n Ziffern sowie eine Kontrollziffer, etwa die erste Ziffer mit dem Index 0, besitzen mögen.
Durch die folgenden Gleichungen (l) und (2) wird die Kontrollziffer festgelegt, wenn man die n Ziffer der Zahl frei gewählt hat. Gleichung (1) definiert den binären Teil der Kontrollziffer, während Gleichung (2) den quinären Teil bestimmt.
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hört mit der Summierung auf, wenn die Ziffern verbraucht sind. Ferner sei bemerkt, dass die zweite Gleichung aus einem quinaren Teil besteht, wobei die Koeffizienten der einzelnen Summanden noch von den binären Komponenten abhangig sind, ferner ist ein binäres Korrektionsglied vorgesehen. Für letzteres besteht, wie später deutlich werden wird, noch eine gewisse Freiheit, wodurch es einer eventuellen Ausgangsform angepasst werden kann.
Die Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 beruhen auf den oben angegebenen Gleichungen.
Für die Entdeckung eines Fehlers gilt folgendes :
1. Ein Fehler bezüglich einer Ziffer wird immer entdeckt. Verändert der Fehler nämlich den binaren Teil, dann gilt Gleichung (1) nicht mehr. Ändert sich der binäre Teil nicht, dann verändert sich in Gleichung (2) nur das betreffende a. Die Koeffizienten und der von den < x-Werten unabhängige binäre Teil verändern sich nicht, so dass Gleichung (2) insgesamt nun nicht mehr gilt.
2. Eine Verwechslung von zwei aufeinanderfolgenden Ziffern ai und a... wird auch immer entdeckt. Gleichung (1) wird hiedurch nicht beeinflusst werden, dagegen jedoch Gleichung (2). Um letzteres zu untersuchen, unterscheiden wir zwei Fälle, in denen i gerade bzw. ungerade Werte annimmt.
Fall a : i ist gerade, daher i = 2..
Der Unterschied zwischen dem Wert des linken Gliedes der Gleichung (2b) nach und vor der Verwechslung ist dann :
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Der Unterschied zwischen dem Wort des linken Gliedes der Gleichung (2b) nachund vor der Verwechslung ist dann :
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Wieder verschwindet für #@## das erste Glied. fur das zweite Glied erhält man in diesem 2j# 2j-1 Fall jedoch : I : 2 (-1) J+0 (mod 5).
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3. Eine Verwechslung von x0 durch Ix, oder umgekehrt, wird auch immer entdeckt. Dieses folgt direkt aus der Tatsache, dass die binären Komponenten der Ziffern 0 und 1 verschieden sind, so dass in dem genannten Fall Gleichung (1) nicht gültig bleibt.
Wie aus obenstehendem folgt, ist die einzige Forderung, die man an die allein von e abhängigen Glieder der zweiten Gleichung stellen muss, dass sie eine Funktion von (E #1...#n) bilden, die ihrer Natur nach modulo 2 invariant ist gegenüber einer Verwechslung von gleichen Ei und . +l jedoch gegenüber einer Verwechslung von ungleichen Ei und E i+1 nicht unvariant ist.
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:über einer Verwechslung ungleicher Ei und e i.
In Fig. 1 zeigt das Blockschema einer ersten auf den Gleichungen (1) und (2) beruhendenAusfüh- rungsform der Prüfeinrichtung. Bei dieser Einrichtung werden die Ziffern sowie die Kontrollziffer in Form von Impulsfolgen dargestellt, die z. B. mittels einer in der Fernsprechtechnik zur Wahl von Teilnehmernummern gebräuchlichen Wahlscheibe K.. erzeugt werden können. Die Ziffer 0 entspricht hiebei einer Impulsfolge von 10 Impulsen.
Die Einrichtung besteht aus verschiedenen Baugruppen. Ai, Ci und D-. sind zyklische Zähler, wobei es sich der Reihe nach um einen Quinär- sowie um zwei Binärzähler handelt ; B hingegen ist eine Schaltung, die nach Empfang von 6 und mehr Impulsen in ihren Endzustand gebracht wird und durch einen Impuls an einen andern Eingang in ihren Ausgangszustand zurückgeschaltet werden muss ; E ist eine Torschaltung. In F werden die zugeführten Spannungswerte (0, 1), herrührend von den Ausgängen der Zähler C, und D1 modulo 2, aufsummiert. Die Organe L1 und M1 signalisieren auf eine bekannte Weise, ob die gewählte Zahl mit der Kontrollziffer richtig oder falsch ist bzw. gebendie Kontrollziffern an, wenn nur die Zahl eingegeben wurde. G ist ein Organ, welches auf die Anwesenheit einer Impulsfolge anspricht. Diese kann z.
B. ein Relais sein, das bei Beginn des ersten Impulses einer Impulsfolge erregt wird und das zu träge ist, um in der Pause zwischen zwei Impulsen abzufallen, so dass der Relaisanker bis zum Ende der Impulsfolge angezogen bleibt.
Beim Anbieten einer Ziffer ist dieses Relais daher angezogen. Der dahinter liegende zyklische bi-
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nare Zähler CI zählt die Impulsreihen modulo 2. Die Impulsreihen werden auch der Schaltung B zugeführt. Diese zählt maximal 6 Impulse einer Reihe und wird nach jeder Impulsreihe durch das OrganG
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wieder.
Es wird später noch beschrieben, dass diese Standveränderung des Zählers Di abhängig ist vom Stand des Zählers Cl, und sofort nach Erscheinen des sechsten Impulses oder erst nach Ablauf der gesamten Impulsreihe stattfindet.
Nach der Eingabe der Ziffern an, Bi.... ao,. i steht der Zähler C. im Stand 2j (mod 2), d. h. im Ausgangszustand. Das Ergebnis der oben erwähnten modulo-2-Addition in F. bestimmt das Vorzeichen, mit dem der Zähler A, die beim Wählen einer Ziffer auftretenden Impulse zählt, und dieses Er-
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Die a2j Impulse werden im Zähler Ai addiert. Der Zähler D1 verändert seinen Stand nicht, weil der Zähler B weniger als 6 Impulse zählt. Der Zähler Ci kommt in den Endzustand, wodurch sich auch der Zählerstand in F verändert.
Bei der Einführung der Ziffer a2j+1, lautet daher das Vorzeichen für die Zählweise des Zählers A,-(-1) j, übereinstimmend mit Gleichung (2b). Die Ziffer a2j+1 wird daher auch wieder addiert, ungeachtet des Wertes von E 2j+1. Würde #@@ = 1 sein, dann würde bei diesem Zählerstand des Zählers Ci der Zähler Di erst dann den Zählerstand ändern, wenn das Organ G wieder in Ruhe ist, mit andern Worten, wenn die ganze Impulsreihe empfangen ist. Da E 2j = 0, brauchen zum Abziehen 2 E 2j keine Massnahmen getroffen werden.
Fall b : #2j=1, d. h. a2j < 5.
Das Vorzeichen ist (-1)#2j-1, während es nun laut Vergleich (2b) das umgekehrte würde sein müssen, nämlich (-1) 02j.
Zähler A beginnt daher die Impulse in negativem Sinne zu zählen. Sobald er jedoch 6 Impulse er-
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(a2; - 2) (mod 5).Zahler C. kommt in den Endzustand, wodurch auch der Zählerstand des Zählers F wieder verändert wird.
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Kriterium kann man, übereinstimmend mit Gleichung (1), annehmen, dass der Zähler Di sich auch im Nullzustand befinden muss. Die Organe Li und M. müssen dann durch die Zähler A. und D.. gesteuert werden. Da die Zählerstände der Zähler Ci und Dl die Spannung in F bestimmen, kann man jedoch als weiteres Kriterium auch den Wert 0 dieser Zählerstände nehmen, d. h. man kontrolliert die Richtigkeit der Gleichung
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Umsetzer H zugeführt, der anderseits auch mit den Ausgängen der Zähler C2 und D2 verbunden ist.
Ebenfalls in allen Fällen wird ein Impuls dem zyklischen Zähler A2 zugeführt. Dieser Zähler hat die Aufgabe, die algebraische Addition (mod 5) laut Gleichung (2) durchzuführen. Aus dieser Gleichung ergibt sich, wie der Zähler A2 abhängig vom Zählerstand des Zählers Dadas ist die Summe (mod2) der binären Komponenten der bereits zugeführten Ziffer (1, und vom Zählerstand des Zählers Codas ist die Anzahl j (mod 2) der bereits zugeführten Ziffern, beim Betätigen einer folgenden Taste arbeiten soll.
Die Ergebnisse dieser Berechnung für die Anzahl der Schritte, die zwischen dem alten und dem neuen Zählerstand liegen, sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefasst :
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<tb>
<tb> zugeführte
<tb> folgende <SEP> Anzahl <SEP> der <SEP> Schritte
<tb> Ziffer
<tb> 1 <SEP> 1 <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 1 <SEP>
<tb> 2 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 2 <SEP>
<tb> 3 <SEP> 3 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 3
<tb> 4 <SEP> 4 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 4 <SEP>
<tb> 5 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP>
<tb> G <SEP> 1 <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 1 <SEP>
<tb> 7 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 3 <SEP> 2 <SEP>
<tb> 8 <SEP> 4 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP>
<tb> U <SEP> 3 <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 4 <SEP>
<tb> 0 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP>
<tb> al <SEP> ter <SEP>
<tb> Stand <SEP> % <SEP> 0/1 <SEP> 1/0 <SEP> 1/1
<tb> dz
<tb>
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dann müssen beim Betätigen der
Taste 8 drei Zählimpulse unterdrückt werden, so dass der Zähler A2 den Stand einnimmt, der 4 Schritte weiter liegt. Beim Eindrücken der Taste 5 soll keine Veränderung im Stand des Zählers A2 eintreten.
Um dies erreichen zu können, ist der Code-Umsetzer H vorgesehen, der 4 Ausgänge (1), (2), (3) und (4) hat, die mit Eingängen des Zählers A2 verbunden sind. Beim Betätigen einer Taste kommt nun in Übereinstimmung mit der Tabelle auf keinem oder einem der Ausgangsleitungen (1), (2), (3), (4) eine Spannungsänderung, die die gewünschte Unterdrückung der Zählerstände verursacht. Eine Spannungsänderung auf Ausgang (4) wird beim Betätigen der Taste 8 eine Unterdrückung von 3 Zählimpulsen, also eine Weiterschaltung von 4 Schritten, bedeuten.
Das Angebot einer Zahl mit Kontrollziffer muss den Zähler An in den Null-Zustand bringen. Als weiteres Kriterium soll in Übereinstimmung mit Gleichung (1) auch der Zähler D 2 im Null-Zustand sein. die Organe L2 und% müssen dann durch die Zähler A2 und D2 gesteuert werden. Anstatt dass der Zähler C2 die Anzahl der zugeführten Ziffern modulo 2 addiert, kann er auch diese Anzahl, vermehrt mit der modulo-2-Summe der binären Komponenten dieser Ziffern bestimmen, was die gleiche Summe wie in F in Fig. 1 ergibt. Bei der Tabelle muss man dann auch ausgehen von den alten Zählerständen 0/0, 1/1,1/0 und 0/1.
Die Ausführungsform gemäss Fig. 2 hat in bezug auf diejenige nach Fig. 1 den Vorteil einer grösseren Flexibilität. Sie kann leicht für eine andere Zuweisung der Werte a und # an den Zahlen geändert wer- den. Will man eine andere Funktion für die allein von E abhängigen Glieder der zweiten Gleichung nehmen, dann ist die Ausführungsform der Fig. 2 hier ebenfalls leicht anzupassen. Inbeiden Fällen muss dann die Anzahl der Schritte für den Zähler A2 in der Tabelle geändert werden, was in der Schaltung die Vertauschung einiger Verbindungen bedingt. In der Ausführung nach Fig. 2 muss bei einer ändern Zuweisung ausserdem ein Impuls an den Zähler D2 zugeführt werden, was durch die Verbindung der betreffenden Leiter mit der "ODER"-Schaltung vor diesem Zähler bewirkt wird.
Die Einrichtungen gemäss den Fig. 1 und 2 können natürlich mit beliebigen bekannten Bauelementen, wie z. B. Relais, Röhren, Transistoren ausgeführt werden.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.